Cassini descubre que nuestro sistema solar se parece a una burbuja

Cuando la nave espacial Cassini de la ESA comenzó a orbitar Saturno hace cinco años, una batería de 12 instrumentos comenzó a explorar y analizar el sistema de Saturno.

Recientemente Cassini ha revelado nuevos datos que representan un giro en la creencia de varias décadas de que en nuestro sistema solar tiene forma de cometa mientras se mueve a través del medio interestelar (la materia que se encuentra entre las estrellas en nuestro rincón de la Galaxia).

Los resultados sugieren en cambio, que nuestra heliosfera se parece más a una burbuja, o a una rata siendo devorada por una boa constrictor: mientras el sistema solar atraviesa la "barriga" de la serpiente, las costillas que imitan el campo magnético interestelar local, se expanden y se contraen mientras pasa la rata.

Espectacular vídeo de la NASA describe este hallazgo gráficamente 

"Al principio éramos incrédulos", explicó Tom Krimigis, investigador principal del instrumento MIMI ( Magnetospheric Imaging Instrument ) de la Universidad Johns Hopkins. "Lo primero que pensé era que nuestros datos estaban equivocados."

La sonda Cassini aporta interesantes datos sobre la heliosfera. En esta ilustración, los colores azul y verde de la burbuja representan las nuevas medidas de la emisión de la partículas conocidas como átomos neutros energéticos. Crédito de la imagen: NASA/JPL/JHUAPL

Krimigis y sus colegas del equipo del instrumento publicaron los descubrimientos de Cassini en el número del 13 de noviembre de la revista Science, que también ofrece resultados complementarios del satélite de la NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer). Juntos los resultados crearon el primer mapa de la heliosfera y su espesa capa exterior conocida como heliopausa, la capa exterior donde el viento solar se frena y se calienta mientras interactúa con el medio del estelar.

Los datos de Cassini también aportan una indicación mucho más directa del espesor de la heliopausa, mientras que anteriormente los científicos habían confiado en cálculos realizados a partir de modelos. Los nuevos resultados de Cassini muestran que el grosor de la heliopausa es de entre 40 y 50 unidades astronómicas (entre 6000 a 7500 millones de kilómetros). La sonda de la NASA Voyager, que está cruzando ahora la heliopausa, alcanzará el verdadero espacio interestelar mucho antes de 2020. Se habían sugerido estimaciones de hasta el 2030.

La nave espacial Cassini creó está imagen de la burbuja en torno a nuestro sistema solar basada en las emisiones de partículas conocidas como átomos neutros energéticos

"Éstos nuevos datos de Cassini realmente redefinen nuestro hogar en la Galaxia, y ahora podemos hacer mejores estudios sobre si nuestro sistema solar se parece a otros", añadió Krimigis.

Las sondas Voyager han enviado una gran riqueza de datos sobre la heliosfera y la heliopausa, pero únicamente en dos lugares del espacio. Sin embargo, los científicos desean una visión más amplia. Una forma de aprender sobre esta región es rastrear los átomos neutros energéticos que retornan hacia el Sol desde la heliopausa.

Los átomos neutros energéticos se forman cuando el gas frío y neutro choca con partículas eléctricamente cargadas en una nube de plasma (un gas muy caliente en el que los átomos están divididos en iones y electrones). Los iones positivamente cargados en el plasma no pueden atraer hacia sí sus propios electrones, puesto que éstos están moviendose demasiado rápido, pero pueden robar un electrón de los átomos de gas frío. Puesto que las partículas resultantes tienen carga neutra, pueden escapar a los campos magnéticos y viajar libremente por el espacio. La emisión de estas partículas ocurre frecuentemente en los campos magnéticos que rodean los planetas, pero también sucede cuando el viento solar choca contra el medio interestelar.

Krimigis y sus colegas de Cassini que trabajaron con MIMI no estaban seguros de si su instrumento podría recoger las emisiones de lugares lejanos y exóticos, como el límite de nuestra heliosfera en la región de influencia que nuestro Sol.

El pasado año, el equipo de Cassini después de pasar cuatro años enfocado en el estudio de electrones energéticos e iones atrapados en el campo magnético que rodea Saturno, al igual que en estas partículas conocidas como átomos neutros energéticos, comenzó a analizar los datos del instrumento Ion and Neutral Camera, en búsqueda de las partículas que llegaban más allá de Saturno.

"Creíamos que podíamos conseguir algunos impactos de estos átomos neutros energéticos procedentes de la heliopausa puesto que Cassini ha estado en una posición excelente para detectar estas partículas", explica Don Mitchell, científico del instrumento MIMI.

Cassini estaba más lejos del Sol de lo que estaban sondas anteriores que estaban explorando la heliosfera y e incluso se movió muy lejos de Saturno en algunas órbitas, explicó Mitchell. Los datos probablemente estarían probablemente limpios de gran parte de las interferencias que han obstaculizado otros esfuerzos.

Mitchell, Krimigis y su equipo pudieron recoger datos desde finales de 2003 hasta el verano de 2009. Crearon un mapa con un código de colores representando cada uno la intensidad de los átomos neutros energéticos y descubrieron que existía una cinta de partículas calientes de alta presión donde el viento interestelar fluía en la burbuja de nuestra heliopausa.

Los datos se ajustaban bastante bien con las imágenes de las partículas de baja energía del IBEX y esos datos se conectaban bien con los del Voyager sobre partículas de alta energía.

"Inicialmente era escéptico puesto que instrumento no se diseñó para el estudio de la magnetosfera de Saturno", explicó Mitchell, "pero nuestra cámara ha mantenido largas exposiciones de meses a años, por lo que pudimos acumular y trazar mapas para las partículas a través de la pequeña apertura que existe en el de límite de la heliosfera. Tuvimos suerte, pero también trabajamos muy duro."

Fuente original NASA
Publicado en Odisea cósmica